【优化方案】高考生物总复习 第6章第7讲生物的变异课件 大纲人教版.ppt

第7讲生物的变异 高频考点突破 第讲生物的变异 7 基础自主梳理 实验专题探究 命题视角剖析 即时达标训练 基础自主梳理 一 生物变异的类型 基因突变 二 基因突变1 本质 dna分子中碱基对的 2 结果 产生 3 意义 是生物变异的 为生物进化提供原材料 4 特点 1 生物界中普遍存在 普遍性 2 随机发生 随机性 3 自然状态下 突变频率很低 低频性 4 多数对生物有害 多害少利性 新的基因 根本来源 不定向 秋水仙素 5 突变是不定向的 性 6 突变是可重复的 正常型 突变型 可逆性 5 人工诱变 1 概念 指利用物理因素或化学因素来处理生物 使生物发生基因突变 2 方式 物理方法 各种射线 辐射诱变 激光 激光诱变 化学方法 亚硝酸 硫酸二乙酯 等化学药剂处理生物 3 意义 是创造动 植物新品种和微生物新类型的重要方法 4 优点 提高变异频率 选育优良物种 改良某些性状 育种年限短 5 缺点 诱发产生的突变 个体往往不多 需处理大量的供试材料 大幅度 有利的 三 基因重组1 实质 原有基因的 2 方式 1 减数分裂过程中基因的 2 减数分裂过程中基因 3 技术 人为地使生物体的基因发生重组 3 结果 产生新基因型 出现重组性状 重新组合 自由组合 互换 重组dna 4 意义 1 为变异提供丰富来源 2 形成生物多样性的重要原因之一 3 对生物进化有重要意义四 染色体变异1 染色体结构变异 1 类型 染色体片段的 2 结果 使排列在染色体上的基因的 和排列顺序发生改变 从而导致性状变异 数目 2 染色体数目变异 1 染色体组 细胞中形态和功能上各不相同 但携带着控制一种生物生长发育 遗传和变异的 的一组完整的 2 单倍体 二倍体 多倍体 全部信息 非同源染色体 配子 受精卵 受精卵 未受精的配子 受精卵 秋水仙素 思考感悟是否所有单倍体都是高度不育的 单倍体一定含一个染色体组吗 提示 并非所有单倍体都是高度不育的 如同源四倍体 八倍体的单倍体是可育的 单倍体体细胞中 染色体组数目决定于其母本是几倍体 高频考点突破 1 基因突变的分子机制 由图可知 1 无丝分裂 原核生物的二分裂及病毒dna复制时均可发生基因突变 2 基因突变不改变染色体上基因的数量 只改变基因的结构 即由a a或a a 而a a的本质区别是其基因分子结构发生了改变 即基因中脱氧核苷酸种类 数量 排列顺序发生了改变 2 类型 1 按基因突变的结果区分为以下两种 显性突变 如a a 该突变一旦发生即可表现出相应性状 隐性突变 如a a 突变性状一旦在生物个体中表现出来 该性状即可稳定遗传 2 按基因突变的原因区分为以下两种 替换突变即dna分子中一对碱基被另一对碱基取代而引起的基因突变 例如 镰刀型细胞贫血症的突变为替换 移码突变指基因内部dna的碱基序列中 丢失或插入1个或几个脱氧核苷酸对 从而使基因中脱氧核苷酸对的排列顺序发生改变而引起的突变 3 基因突变对性状的影响基因突变产生的结果 多数基因突变并不引起生物性状的改变 少数基因突变可引起生物性状的改变 原因是 1 不具遗传效应的dna片段中的 突变 不引起性状改变 在dna分子中 有的片段带有遗传信息 有的片段不带遗传信息 如果突变发生在不带遗传信息的片段中 则这种突变不会有遗传效应 更不会引起性状的改变 2 由于多种密码子决定同样一种氨基酸 因此某些基因突变也不引起生物性状的改变 例如 uuu和uug都是苯丙氨酸的密码子 当u和g相互置换时 不会改变密码子的功能 因为决定的氨基酸还是苯丙氨酸 3 某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类 但并不影响该蛋白质的功能 例如 由于基因突变使不同生物中的细胞色素c中的氨基酸发生改变 其中酵母菌的细胞色素c肽链的第十七位上是亮氨酸 而小麦是异亮氨酸 尽管有这样的差异 但它们的细胞色素c的功能都是相同的 4 隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起性状的改变 例如在豌豆中 高茎基因d对矮茎基因d是显性 若在基因型为dd的受精卵中 有一个d突变为d 则该受精卵的基因型为dd 但矮茎基因在杂合状态下 其控制的矮茎性状不能得到表达 4 基因突变对后代的影响 1 基因突变发生在有丝分裂过程中 可以通过无性生殖传递给子代 由于多数生物进行有性生殖 所以体细胞突变 对后代影响小 2 如果发生在减数分裂过程中 可以通过配子传递给后代 对于进行有性生殖的生物来说 对后代影响大 名师点拨 基因突变不改变染色体上基因的数量 只改变基因的结构产生新基因 基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变 在光学显微镜下观察不到 基因突变是所有具有核酸的生物产生可遗传变异的来源之一 发生在真核生物体细胞中的基因突变 可通过无性生殖将突变性状传递给子代 以rna为遗传物质的生物 其rna上核糖核苷酸序列发生变化 也引起基因突变 且rna为单链结构 在传递过程中更易发生突变 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 下列是大肠杆菌某基因的碱基序列的变化 对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是 不考虑终止密码子 atgggcctgctga gagttctaa 1471013100103106a 第6位的c被替换为tb 第9位与第10位之间插入1个tc 第100 101 102位被替换为tttd 第103至105位被替换为1个t 解析 选b a项属于碱基替换 由于密码子存在简并性 可能没有影响 也可能有影响 b项属于碱基的增添 一定会引起碱基序列的变化 自增添处合成的多肽序列将会全部被改变 c项属于整个密码子被替换 只引起多肽序列中一个氨基酸的改变 d项属于碱基的缺失 但由于其位于最后 故只改变最后两个氨基酸 影响很小 1 基因突变 基因重组和染色体数目变异的比较 1 区别 2 联系 三种可遗传的变异都为生物进化提供了原材料 基因突变可产生其等位基因 为基因重组提供大量可供自由组合的新基因 因此 基因突变是基因重组的基础 2 基因突变与染色体结构变异的比较 名师点拨 基因重组的实质是原有基因的重新组合 自然情况下发生于有性生殖过程中 在人工操作下也可实现 如dna重组技术 细菌的转化等 若把基因视为染色体上的一个位 点 染色体视为点所在的 线段 则基因突变 点 的变化 点的质变 但数目不变 基因重组 点 的结合或交换 点的质与量均不变 染色体结构变异 线段的部分片段倒位 缺失 重复 易位 点的质不变 数目和位置可能变化 染色体数目变异 个别线段增添 缺失或线段成倍增减 点的质不变 数目变化 基因突变是分子水平上的变化 染色体变异是细胞水平上的变化 因此 基因突变在光镜下看不到 染色体变异则可以看到 基因重组中染色体的互换是指同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 如果是非同源染色体片段的互换 则属于染色体结构的变异 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 豌豆的成熟种子有圆形与皱缩两种类型 20世纪80年代的研究发现 种子圆形与皱缩的差异与淀粉代谢有关 在皱缩种子形成的过程中 合成淀粉所需的一种分支酶 sbei 活性完全丧失 所以种子中含有较多游离的蔗糖 而淀粉含量少 这样 会有较多的水分进入种子 当种子发育完成时 水分减少可导致种子体积减小 进一步的研究发现 与圆形种子相比 皱缩种子的sbei基因中插入了800个碱基对 请分析豌豆种子皱缩这一性状出现的根本原因是 a 基因突变b 基因重组c 染色体变异d 人工诱变解析 选a 尽管是基因中插入了800个碱基对 但它属于基因内部结构的变化 仍然属于基因突变 一个碱基对的改变 若干个碱基对的改变都叫基因突变 1 染色体组 1 概念理解要构成一个染色体组应具备以下几点 一个染色体组中不含有同源染色体 一个染色体组中所含有的染色体形态 大小和功能各不相同 一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套遗传信息 即含一整套基因 2 生物体细胞中染色体组数目的判断 根据染色体形态判断 细胞内形态 大小相同的染色体有几条 则该细胞中就含有几个染色体组 如图 每种形态的染色体有3条 则该细胞中含有3个染色体组 根据基因型判断 在细胞或生物体的基因型中 控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次 该细胞或生物体中就含有几个染色体组 例如 基因型为aaaabbbb的细胞或生物体 含有4个染色体组 2 单倍体 二倍体 多倍体的判断判断生物是几倍体 一看生物个体发育来源 二看其体细胞中含有染色体组的数目 名师点拨 一倍体与单倍体的区别 一倍体一定是单倍体 单倍体不一定是一倍体 一倍体只有一个染色体组 肯定是单倍体 单倍体是由配子不经过受精作用直接形成的新个体 如果是四倍体 六倍体物种的配子形成的新个体 其体细胞中就有两个或三个染色体组 由配子形成的个体 不论含有几个染色体组 都称为单倍体 单倍体是生物个体 而不是配子 所以精子 卵细胞 花粉属于配子 但不是单倍体 一倍体不育但单倍体有的可育 如四倍体的单倍体因含2个染色体组有可能可育 即时应用 随学随练 轻松夺冠 3 下图所示细胞中所含的染色体 下列叙述不正确的是 a 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含4条染色体b 代表的生物可能是二倍体 其每个染色体组含3条染色体c 代表的生物可能是四倍体 其每个染色体组含2条染色体d 代表的生物可能是单倍体 其每个染色体组含4条染色体解析 选b 本题考查染色体组的辨析及其与二倍体 多倍体和单倍体的关系 本题难度中等 一个染色体组中无同源染色体 且应包括该生物全套的遗传物质 即应包含各种形态的 染色体 且没有形状与大小相同的染色体 图 细胞中具有2个染色体组 每个染色体组有4条染色体 图 细胞中具有3个染色体组 每个染色体组有2条染色体 图 细胞具有4个染色体组 每个染色体组有2条染色体 图 细胞中具有1个染色体组 由受精卵发育成的生物 体细胞中含几个染色体组 就是几倍体 而由配子直接发育成的生物 不论其含几个染色体组 都是单倍体 含一个染色体组的一定为单倍体 对染色体组内涵理解不透彻 本题则易出错 1 生物育种的基本思路通过改变生物的遗传物质产生各种各样的变异类型 从众多的不同变异类型中选择符合人类需求的新品种 2 育种方法比较 3 生物种类与育种方法生物种类不同 采取的育种方法不尽相同 1 植物 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 诱变育种等 2 动物 杂交育种 诱变育种 基因工程育种 3 微生物 诱变育种 基因工程育种 细胞工程育种 4 育种方式的选择 1 将两亲本的不同优良性状集中于同一生物体上 可利用杂交育种 也可选用单倍体育种 2 要求设计快速育种方案 应选用单倍体育种 3 要求大幅度改良某一品种 使之出现前所未有的新性状 可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法 4 要求提高品种产量 提高营养物质含量 可选用多倍体育种方案 5 动植物杂交育种的区别 1 方法 植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法 而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交 而通过测交的方法 2 实例 现有基因型为bbee和bbee的两种植物或动物 欲培育基因型为bbee的植物或动物品种 育种过程用遗传图解表示如下 名师点拨 育种方式的选择依据是育种要求和目的 同时兼顾育种过程中操作简便性 即时应用 随学随练 轻松夺冠 4 2011年河北唐山第一次模拟 用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病 ddtt 和矮秆不抗锈病 ddtt 进行育种时 一种方法是杂交得到fl f1再自交得f2 另一种方法是用f1的花药进行离体培养 再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株 下列叙述正确的是 a 前一种方法所得的f2中重组类型和纯合子各占5 8 1 4b 后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2 3c 前一种方法的原理是基因重组 原因是非同源染色体自由组合d 后一种方法的原理是染色体变异 是由于染色体结构发生改变引起的 解析 选c 杂交育种f2中重组类型有ddtt 1 16 ddtt 1 16 ddtt 2 16 ddtt 2 16 占3 8 单倍体育种的原理是染色体加倍 由于f1产生的四种配子的比例为1 1 1 1 故用此法所得植株中纯合类型占1 4 杂交育种的原理是基因重组 原因是非同源染色体的自由组合 实验专题探究 遗传类实验的解题技巧 四 遗传规律的验证1 理论依据 1 基因分离定律 一对相对性状遗传试验 f1产生两种类型配子 比例1 1 f1自交 后代出现3 1的性状分离比 f1测交 后代出现1 1的分离比 2 基因自由组合定律 两对相对性状遗传试验 f1产生四种类型配子 比例1 1 1 1 f1自交 后代出现9 3 3 1的性状分离比 f1测交 后代出现1 1 1 1的分离比 2 验证方法 1 自交法 自交后代的分离比为3 1 则符合基因的分离定律 由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制 若f1自交后代的分离比为9 3 3 1 则符合基因的自由组合定律 由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 2 测交法 若测交后代的性状比例为1 1 则符合基因的分离定律 由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制 若测交后代的性状比例为1 1 1 1 则符合基因的自由组合定律 由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 3 花粉鉴定法 某些植物的花粉粒因含有特定的基因而具有某些特异性或表现特定的形态 所以利用f1花粉 对其进行染色 在显微镜下观察呈现不同颜色的花粉粒的比例或呈现不同形态的花粉粒比例 判断基因行为 确定符合哪一遗传定律 实战演练 专项提能 小试牛刀 2011年天津一中第一次模拟 在番茄中 圆形果对卵形果为显性 单式花序对复式花序为显性 现有圆形果 圆果 复式花序 复花 和卵形果 卵果 单式花序 单花 两种稳定遗传的番茄 请你设计一个实验 确认控制这两对相对性状的基因是位于同一对同源染色体上 还是位于非同源染色体上 1 实验假设 2 实验方法 3 预测结果 4 可能结论 解析 根据题干信息可知 实验要求确认控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上还是一对同源染色体上 由此可提出的假设是控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上 或一对同源染色体上 根据所学遗传规律的内容 位于两对同源染色体上的基因 遵循自由组合定律 子二代会出现9 3 3 1的分离比 若位于一对同源染色体上 则在子二代中不会出现9 3 3 1的分离现象 答案 1 控制果形和花序类型这两对相对性状的基因位于非同源染色体上 2 用圆果复花和卵果单花的纯种番茄进行杂交 得f1 f1自交得f2 种植f2 大量观察f2中的花序和果形 并对结果进行记录与统汁 3 f2中不出现圆果单花 圆果复花 卵果单花 卵果复花 9 3 3 1的性状分离比或f2中将出现圆果单花 圆果复花 卵果单花 卵果复花 9 3 3 1的性状分离比 4 若f2中出现圆果单花 圆果复花 卵果单花 卵果复花 9 3 3 1 则果形和花序类型两对基因位于非同源染色体上 若f2中不出现圆果单花 圆果复花 卵果单花 卵果复花之间9 3 3 1的比例 则两对基因可能位于同源染色体上 命题视角剖析 视角1紧扣教材重点 基因突变与染色体变异的区别基因突变 染色体结构变异 染色体数目变异的判断方法 下列关于染色体变异和基因突变的主要区别的叙述 错误的是 a 染色体结构变异是染色体的一个片段增加 缺失或替换等 而基因突变则是dna分子碱基对的增添 缺失或改变b 原核生物和真核生物均可发生基因突变 而只有真核生物能发生染色体变异c 基因突变一般是微小突变 其对生物体的影响较小 而染色体结构变异是较大的变异 其对生物体的影响较大d 两者都能改变生物的基因型 思路点拨 本题考查基因突变与染色体变异的区别及综合分析判断能力 解答本题的关键有以下两个方面 能熟练再现染色体变异 基因突变的实质 结果以及适用范围 运用所学知识综合分析作出判断 尝试解答 c 解析 基因突变和染色体变异的实质 适用范围以及产生的结果是不同的 不同变异对生物体的影响大小主要取决于变异发生的时间和发生的细胞 一般发生越早对生物体影响越大 发生在生殖细胞中比发生在体细胞中对生物体影响大 视角2洞察高考热点 基因位置及变异类型的判断 2010年高考山东卷 100年来 果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视 请根据以下信息回答问题 1 黑体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇杂交 f1全为灰体长翅 用f1雄果蝇进行测交 测交后代只出现灰体长翅200只 黑体残翅198只 如果用横线 表示相关染色体 用a a和b b分别表示体色和翅型的基因 用点 表示基因位置 亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为 和 f1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为 2 卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交 在f1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅 所有雄果蝇都是卷刚毛直翅 控制刚毛和翅型的基因分别位于 和 染色体上 如果在性染色体上 请确定出x或y 判断前者的理由是 控制刚毛和翅型的基因分别用d d和e e表示 f1雌雄果蝇的基因型分别为 和 f1雌雄果蝇互交 f2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是 3 假设某隐性突变基因有纯合致死效应 胚胎致死 无其他性状效应 根据隐性纯合体的死亡率 隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变 有一只雄果蝇偶然受到了x射线辐射 为了探究这只果蝇x染色体上是否发生了上述隐性致死突变 请设计杂交实验并预测最终实验结果 实验步骤 结果预测 如果 则x染色体上发生了完全致死突变 如果 则x染色体上发生了不完全致死突变 如果 则x染色体上没有发生隐性致死突变 尝试解答 1 2 x常刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有 或 交叉遗传 xdxdeexdyee1 8 3 这只雄蝇与正常雌蝇杂交 f1互交 或 f1雌蝇与正常雄蝇杂交 统计f2中雄蝇所占比例 或 统计f2中雌雄蝇比例 f2中雄蝇占1 3 或 f2中雌 雄 2 1 f2中雄蝇占的比例介于1 3至1 2之间 或 f2中雌 雄在1 1 2 1之间 f2中雄蝇占1 2 或 f2中雌 雄 1 1 解析 1 黑体残翅雌果蝇和灰体长翅雄果蝇杂交 f1全为灰体长翅 说明灰体对黑体为显性 长翅对残翅为显性 用f1雄果蝇进行测交 测交后代只出现灰体长翅和黑体残翅两种表现型且分离比为1 1 说明控制这两对相对性状的基因在同一对同源染色体上 即黑体与残翅的基因位于同一条染色体上 灰体与长翅的基因位于同一条染色体上 据此可写出亲本及f1的基因型 2 卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交 f1雌果蝇全是直刚毛 雄果蝇全是卷刚毛 说明直刚毛与卷刚毛这一对相对性状的遗传与性别有关 控制这对相对性状的基因在x染色体上 且直刚毛是显性 f1全是直翅 说明直翅为显性 若控制直翅与弯翅的基因在x染色体上 则后代不会出现直翅雄果蝇 所以控制这对相对性状的基因在常染色体上 f1雌雄果蝇的基因型为 xdxdee和xdyee f1雌雄果蝇互交 f2出现直刚毛的概率是1 2 出现弯翅的概率是1 4 同时出现直刚毛弯翅的概率是1 8 3 雄果蝇受到辐射 探究其x染色体上是否发生了隐性致死突变 可以设计出隐性性状只出现在子代雄性个体中的杂交组合 如xaxa xay 通过观察子代雄性个体的出现概率来确定隐性突变类型 因此需要让这只雄果蝇与正常雌果蝇杂交 得到f1后让f1互交 观察f2中雄果蝇所占比例即可推断出结果 如果发生了完全致死突变 则f2中雄蝇占1 3 如果发生了不完全致死突变 则f2中雄蝇占的比例介于1 3至1 2之间 如果没有发生隐性致死突变 则f2